Výstavba a programování clusteru o nízkém příkonu

Abstract

Projekt se zabývá výstavbou a programováním nízko-příkonového clusteru složeného z kitů Hardkernel Odroid XU4 založených na čipech ARM Cortex A15 a Cortex A7. Cílem bylo navrhnout jednoduchý cluster složený z několika kitů a vytvořit pro něj sadu testů, na nichž by šlo otestovat základní výkonnostní parametry a spotřebu. K testování byly použity zejména benchmarky HPL, Stream a různé testy pro rozhraní MPI. Celkový výkon clusteru složeného ze 4 kitů měřený v benchmarku HPL byl 23~GFLOP/s ve dvojité přesnosti, přičemž cluster vykazoval efektivitu výpočtu cca 0,58~GFLOP/W. Práce dále popisuje instalaci plánovače PBS Torque a frameworku pro kompilaci a správu HPC softwaru EasyBuild na 32bitové platformě ARM. Po srovnání se superpočítačem Anselm vyšlo, že Odroid cluster poskytuje přibližně stejnou efektivitu výpočtu jako velký superpočítač, ovšem za vyšší pořizovací cenu za srovnatelný výkon.This thesis deals with the building and programming of a low power cluster composed of Hardkernel Odroid XU4 kits based on ARM Cortex A15 and Cortex A7 chips. The goal was to design a simple cluster composed of multiple kits and run a set of benchmarks to analyze performance and power consumption. The test set consisted of HPL and Stream benchmarks and various tests for the MPI interface. The overall performance of the cluster composed of four kits in HPL benchmark was measured 23~GFLOP/s in double-precision. During this test, the cluster showed power efficiency about 0.58~GFLOP/W. The work also describes the installation of PBS Torque scheduler and HPC software build and installation framework EasyBuild on 32-bit ARM platform. The comparison with Anselm supercomputer showed that Odroid cluster is as effiecient as large supercomputer but with slightly higher price.